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Impactos de las enfermedades en la producción de alimentos en Latinoamérica George Mahuku XXII Congreso Nacional Cerealista y de leguminosas (Junio 30 de 2010)
Situación Global de Maíz
Producción < Consumo
Las reservas a nivel mundial están bajando
El costo de alimentos está incrementando
Incremento de población >2.7% por año
Fuente: FAO 2008
Uso de Maíz como biocombustible Producción de etanol (billones de litros
(Fuente - Global Subsidies Initiative, 2007)
Predicciones IFPRI 2020 Demanda (Milliones MT)
Area (milliones de Ha)
Comida
Alimentos de animales
1997
2020
cambio
1997
2020
cambi o
%
mM T
%
Global
586
852
45%
138
158
14%
15%
128
68%
Industrial
291
344
18%
42
50
19%
5%
17
76%
En desarrollo
295
508
72%
96
108
13%
22%
112
64%
América Latina
75
118
57%
28
32
14%
25%
30
60%
71
África
29
52
79%
25
26
4%
76%
40
10%
5
Asia este
136
252
85%
24
30
25%
4%
10
82%
207
Maíz = cultivo de cereal con mayor volumen de producción
mM T
Implicaciones • Para cumplir con esa demanda – Aumentar y estabilizar producción de maíz – Mantener la calidad del grano • Manejo efectivo de las enfermedades contribuirá significativamente a estos asuntos
Pérdidas en rendimiento estimados por Maíz % pérdidas asociadas con Región
†
Rendimiento possible (t x 106)†
Enfermedades Animales/ Maleza Insectos s
Africa
74
16
20
18
America latina Asia
98
12
17
19
203
12
18
12
N. America
258
9
11
11
Europa
68
7
9
9
Based on 1988 -1990 data summarized by Oerke, 1994.
Factores abioticos y bioticos que ocasionan perdidas en cultivos
Oerke, 2006. Crop losses to pests, Journal of Agricultural Sciences 144: 31-43
Porque manejar las enfermedades de maíz
• Prevenir perdidas económicas • Mantener la calidad de grano
– Daño directo – Reducción de micotoxinas
• Reducir o eliminar los riesgos asociados con la enfermedad • Garantizar la seguridad alimenticia.
Perdidas cualitativas
• Mantener la calidad de grano – Daño directo / Producción de micotoxinas • La seguridad alimentaria • Garantizar acceso a mercados • Maximiza rentabilidad
Factores que favorecen las enfermedades Hospedero (Susceptible)
Humano
Patógeno (virulento)
•Cambio climático impacta: hospedero, patógeno y ambiente
•Temperatura •Humedad relativa •Lluvia •Rocíos •Radiación
Condiciones ambientales (favorables)
PRECIPITACION C. CSIRO MK3 Model – A2a Scenario 2020
Guatemala
B. HADCM3 Model – A2a Scenario 2020
Guatemala
Honduras
Honduras El Salvador
El Salvador Nicaragua
Source: Dave Hodson (unpublished -CIMMYT)
Nicaragua
TEMPERATURA
Source: Dave Hodson (Unpublished -CIMMYT)
Cambio climático y enfermedades • Estreses bióticos (sequía, alta temperaturas, etc) – contribuir a la susceptibilidad a patógenos – Incrementar la prevalecía del vectores de patógenos – Puede inducir vías de defensa generales de plantas que pueden aumentar la resistencia • Hospedero – Pueden cambiar la fisiología, morfología y distribución geográfica de la especies del cultivos • Patógeno – Distribución geográfica del patógenos y sus vectores – Condiciones de sobrevivencia de las patógenos
Mancha de Asfalto Phyllachora maydis Monographela maydis
Cambio Climático Sequia / Alta temperaturas
Plantas Estresadas
Mycotoxinas O
O
Pudrición de mazorca Baja calidad
O
Baja rendimiento O
O
O CH3
Aflatoxina, Salud y Mercado • Clase I carcinógeno ampliamente distribuida en países en desarrollo y estimado que 4.5 billones de gente en países en desarrollo están expuesto crónicamente a aflatoxinas
o d a c r e M Reduccion Reduccion de de calidad calidad
Restricciones Restricciones de de mercado mercado
o s o i c vi o l u Circ Malnutricion Malnutricion
Aflatoxinas Alimentos para humanos y animales
Salud Disminute capacidad para protegerse de enfermedades (SIDA)
Cirrosis hepatica, supresion inmunidad, bloqueo absorcion nutrientes, disminucion crecimiento,etc
Cáncer Cáncer del del hígado hígado
Interaccion sinergica con virus hepatitis B y C
Sinergismo de aflotoxinas Aflatoxina B1
Virus hepatitis B
Alto riesgo de cáncer de hígado
3.4
+
7.3
=
59
Riesgo relativo de cáncer de hígado •LaHBV is highly prevalent with >40 million carries developing countries FAO y el comité de WHO concluyeron quein“la reducción en ingestión de •aflotoxinas Live canceren is lugares one of the most prevalent cancers with >400,000 casesimpacto per annum donde HBV es endémico y tiene un gran eninla the developing countries reducción de cáncer de hígado” (JACFA, 1998)
Aflatoxinas y salud animal 1. Aves Severa anorexia, rechazo al alimento, perdida de peso, reducción en producción de huevos y reducción en la conversión energética, perdida de efecto de vacunas.
2. Ganadería Fallas reproductivas, alta mortalidad, reducción en eficiencia de alimentos, disminución producción leche, contaminación de leche, poco crecimiento, vulnerable a enfermedades.
Respuesta de pollos a diferente dosis de aflatoxina
zero Incremento de concentración de aflatoxina
Efecto de diferente dosis de aflatoxina al hígado de pollo
Normal
Incremento de concentración de toxina
Afectado severamente
Micotoxinas en maíz y sus efectos a salud humana Hongo
Micotoxina
Limites Efecto a salud internacionales
Aspergillus flavus y A. parasiticus
Aflatoxin B1
20 ppb (0 – 50 ppb)
Carcinógeno, afectando principalmente al hígado, baja capacidad del sistema inmunológico, afecto buen desarrollo de niños
Fusarium Fumonisin B1 verticillioides
4 ppb
Asociados con el cáncer de esófago y neural tube defects leading to abortion
Fusarium Zearalenone graminearum
No establecido
Ppropiedades de hormona estrogénicas
F. Deoxynivalenol graminearum
1 ppm
Baja capacidad del sistema inmunológico
Penicillium verrucosum
No establecido
Enfermedad renal crónica
Ochratoxin A
Toxicidad de Aflatoxinas • Toxicidad aguda: La cantidad mas alta que puede causa enfermedad aguda y muerte. • Toxicidad crónica: dosis crónicas sub-letal que tiene efectos nutricionales y inmunológicos. Ambas causan riesgo cumulativo y crece riesgo de cáncer de hígado • Ocurrencia: En 2004 un total de 317 casos de toxicidad fueron reportados y resulto en 125 muertos en Kenia. Todas las personas alimentados con productos basados en maíz.
NEWS Kenya alert over 2.3m bags of bad maize
Wednesday June 2, 2010
NEWS Farmers count their losses as board stops buying maize due to aflatoxin By BOB ODALO Posted Monday, May 31 2010 at 21:00 NEWS (Posted Monday, May 31 2010 at 21) National alert over poison maize Finance minister Uhuru Kenyatta (right) Internal Security minister George Saitoti (second left), permanent secretary Francis Kimemia (left) and Prof Nick Wanjohi (second right) chat after addressing the media at Harambee House on Monday on the existence of 25 million bags of contaminated maize. Photo/HEZRON NJOROGE
Deteccion de mycotoxinas • Métodos disponibles: – HPLC – TLC – HPTLC – Mini columnas – Inmunológica – NIR – qPCR
Prescreening of Aspergillus ear rot evaluation trials carried out in Agua Fria 2004B l i bl k li h
Detección de aflatoxinas • HPLC – Estimacion precisa – Muy costoso – Tedioso • ELISA – Resultados comparables a HPLC – Costo-efectivo – Protocolo de extraction simple – Se puede procesar mas muestras
Técnicas para el manejo de las enfermedades – Tratamiento preventivo – Detección oportuna de la plaga/enfermedad – Control integrado de enfermedades – Uso de variedades tolerantes/resistentes
Resistencia hospedero • Mas practico para los agricultores de maíz • La transferencia de tecnología es mas fácil • Mas amigable con el ambiente
Fuentes de Resistencia • Disponible • Cual es la efectividad de estos fuentes de resistencia • No están evaluados ampliamente
Sources of resistance table
Algunas fuentes de Resistencia multiple Fuentes
Enfermedades
CML247
Maydis leaf blight, Turcicum leaf blight, Polsora rust, Gray leaf spot, Maize Bushy Stunt Phytoplasma MBS, Aspergillus flavus
CML-304
Maydis leaf blight, Mal de Rio Cuarto Virus MRCV Corn Stunt Spiroplasma, Polysora rust, Maydis leaf blight
CML-310 CML-445 CML-489
Gray leaf spot, NCLB, Common rust, Drought NCLB, Common rust, Phaeosphaeria leaf spot, MSV, Gray leaf spot
Respuesta a Aspergillus flavus en Agua Fría, 2009.
Hibrido susceptible
Hibrido resistente
Que debemos hacer – Evaluación en diferentes ambientes y localidades – Uso de diferentes patotipos de patógeno (amplia gama de la variabilidad patogenética) – Ensayos evaluados en muchos países (Ensayos internacionales)
Estudios de fenotipeado de enfermedades de maiz CIMMYT (300 lineas puras) Caracterisitica BM Localidad Harare, Zim
MSV GLS √
√
Et
Ear rots
√
Kakamega, kenya
√
√ √
√
√
Kibos, Kenya
√
Melkasa, Ethiopia √
El Batan, Mexico
√
√
Agua Fria, Mexico
√
√
San Pedro Laguanillas, Mexico
PP
√
GART, Zambia
Catalina (Colombia)
Ps
√
√ √
√
Conclusiones • Diversas fuentes de resistencia a varias enfermedades se encuentran en productos de CIMMYT (poblaciones, líneas, sintéticos e híbridos). • Las fuentes de resistencia elites están siendo utilizadas la producción de sintéticos / líneas con resistencia múltiple a estrés biótico y abiótico. • Los métodos y técnicas para la evaluación de la resistencia están disponibles y estamos trabajando para estandarizarlo.
GRACIAS